一种光模块的金手指高速信号设计方法及系统与流程

1.本发明涉及光模块的金手指设计技术领域，更具体地，涉及一种光模块的金手指高速信号设计方法及系统。


背景技术：

2.随着社会和科技的发展，数据的传输速度向高速化发展，为了满足市场对更高传输速率的光模块金手指解决方案的需求而诞生了八通道信号传输的光模块的连接器。其中，一些应用需要将光信道分成两个信道，例如将光模块的收发器(包括一组16根光纤，用于tx的8根光纤和用于rx的8根光纤)的输出分成8根光纤(用于tx的4根光纤和用于rx的4根光纤)的两个组，每个组与四通道小型可插拔(qsfp)收发器或拆解的qsfp-dd或osfp收发器的光端口兼容。osfp是一个8通道连接器，略大于qsfp-dd，但相对较热，更高瓦数的光学引擎和收发器，散热性能稍好。osfp外形规格不向现有规格提供向后兼容性，但其设计可提供最大的热性能和电气性能。“o”代表着“八进制”，它被设计为使用8个电气通道来实现400gbe。
3.光模块的金手指无论是速度还是密度均大于四通道连接器，但是八通道连接器的数据传输量增大，更加容易造成整体系统及连接器升温。尤其是在插入损耗如控制谐振、带内平整度、高频带宽；以及带内反射如信号噪音和电磁干扰(electromagneticinterference，emi)抗干扰方面提出了更高的要求。目前市场上与连接器对应的金手指都只是单纯的焊接和电路连接功能，尤其是针对光模块的金手指内部差分信号的传输问题上，整体信号传输性能交较差。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的光模块的金手指的信号传输能力较差技术问题。
5.本发明提供了一种光模块的金手指高速信号设计方法，包括以下步骤：
6.s1，按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；
7.s2，对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；
8.s3，根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；
9.s4，将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；
10.s5，对光模块的金手指阻抗不连续点处理。
11.优选地，所述s1具体包括：将第2层、第4层、第7层及第9层设计为完整地平面层；
12.将第5层、第6层设计为电源及其他信号层。
13.优选地，所述s2具体包括：根据si和实测验证得到光模块的金手指出线最佳阻抗为95ohm。
14.优选地，所述s3具体包括：所述差分线gnd过孔孔中心间距最佳为0.4mm。
15.优选地，所述s4具体包括：
16.过孔孔中间间距到ac焊盘中心间距0.45mm；
17.换层过孔在孔到的层面都做单边外扩0.2mm的补偿避让；
18.ac电容做单边外扩0.15mm。
19.优选地，所述s4还包括：
20.参考第7层gnd，将第8层～第10层的过孔进行外扩以做避让补偿；
21.参考l4层gnd，将第1层～第3层的过孔进行外扩以做避让补偿。
22.优选地，所述s5具体包括：
23.金手指出线补泪滴，泪滴与手指等宽；
24.金手指上gnd网络设计通孔地；
25.金手指top层下方的第2层～第4层的离手指根部0.2mm全挖空，参考第5层，且第5层不挖；
26.金手指bot层下方第7层～第9层的离手指根部0.2mm全挖空，参考第6层，且第6层不挖。
27.本发明实施例还提供了一种光模块的金手指高速信号设计系统，所述系统用于实现光模块的金手指高速信号设计方法，包括：
28.建模模块，用于按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；
29.阻抗设计模块，用于对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；
30.gnd过孔间距设计模块，用于根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；
31.换层过孔设计模块，用于将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；
32.不连续点处理模块，用于对光模块的金手指阻抗不连续点处理。
33.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现光模块的金手指高速信号设计方法的步骤。
34.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现光模块的金手指高速信号设计方法的步骤。
35.有益效果：本发明提供的一种光模块的金手指高速信号设计方法及系统，其中方法包括：按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；对光模块的金手指阻抗不连续点处理。通过优化孔和焊盘间距，保证40g带内平整，减小了高频带宽；且在40g处反射优化后，接近了-15db的指标；此外该方案大大降低了插入损耗和共模回损，整体提高了差分信号传输能力。
附图说明
36.图1为本发明提供的一种光模块的金手指高速信号设计方法原理图；
37.图2为本发明提供的差分线出现阻抗最佳设计图；
38.图3为本发明提供的过孔中心距设计图；
39.图4为本发明提供的换线层过孔设计图；
40.图5为本发明提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
41.图6为本发明提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
43.图1为本发明提供的一种光模块的金手指高速信号设计方法，包括以下步骤：
44.s1，按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；按照10层2阶叠层，差分线走l1/l3/l8/l10，l2&l4,l7&l9为完整地平面。
45.s2，对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；
46.s3，根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；
47.s4，将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；
48.s5，对光模块的金手指阻抗不连续点处理。
49.其中，将第2层、第4层、第7层及第9层设计为完整地平面层；将第5层、第6层设计为电源及其他信号层。
50.优选的方案，s2具体包括：根据si和实测验证得到光模块的金手指出线最佳阻抗为95ohm。设计osfp金手指出线差分线，阻抗控制95ohm，根据si和实测验证光模块的金手指出线阻抗控制95ohm最佳；如图2所示。
51.优选的方案，s3具体包括：所述差分线gnd过孔孔中心间距最佳为0.4mm。阻抗线包地设计，根据si仿真差分线gnd过孔孔中心间距0.4mm最佳。如图3所示。
52.优选的方案，根据si仿真，差分线换层过孔设计在ac焊盘外。如图4所示，s4具体包括：
53.过孔孔中间间距到ac焊盘中心间距0.45mm；
54.换层过孔在孔到的层面都做单边外扩0.2mm的补偿避让；
55.ac电容做单边外扩0.15mm。
56.进一步的方案，v8～10过孔，避让l8～l10按照外扩要求做避让补偿，参考l7层gnd。v1～3过孔，避让l1～l3按照外扩要求做避让补偿，参考l4层gnd。
57.优选的方案，s5具体包括：
58.金手指出线补泪滴，泪滴与手指等宽；
59.金手指上gnd网络设计通孔地；
60.金手指top层下方的第2层～第4层的离手指根部0.2mm全挖空，参考第5层，且第5层不挖；
61.金手指bot层下方第7层～第9层的离手指根部0.2mm全挖空，参考第6层，且第6层不挖。
62.有益效果：
63.通过优化孔和焊盘间距，保证40g带内平整，减小了高频带宽；且在40g处反射优化后，接近了-15db的指标；此外该方案大大降低了插入损耗和共模回损，整体提高了差分信号传输能力。
64.本发明实施例还提供了一种光模块的金手指高速信号设计系统，所述系统用于实现如前所述的光模块的金手指高速信号设计方法，包括：
65.建模模块，用于按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；
66.阻抗设计模块，用于对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；
67.gnd过孔间距设计模块，用于根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；
68.换层过孔设计模块，用于将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；
69.不连续点处理模块，用于对光模块的金手指阻抗不连续点处理。
70.请参阅图5为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图5所示，本发明实施例提了一种电子设备，包括存储器1310、处理器1320及存储在存储器1310上并可在处理器1320上运行的计算机程序1311，处理器1320执行计算机程序1311时实现以下步骤：s1，按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；
71.s2，对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；
72.s3，根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；
73.s4，将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；
74.s5，对光模块的金手指阻抗不连续点处理。
75.请参阅图6为本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图6所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质1400，其上存储有计算机程序1411，该计算机程序1411被处理器执行时实现如下步骤：s1，按照10层2阶叠层结构的osfp金手指，将第1层、第3层、第8层及第10层设计为差分信号走线层；
76.s2，对金手指进行si仿真分析得到最佳阻抗的osfp金手指出线差分线；
77.s3，根据si仿真分析得到差分线gnd过孔孔中心间距；
78.s4，将差分线换层过孔设计在ac焊盘外；
79.s5，对光模块的金手指阻抗不连续点处理。
80.需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
81.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
82.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。